CN1661240A - 鼓风机结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种鼓风机结构，其中，增加叶片的长度，优化叶片的入口角和出口角，以提高鼓风机的效率。详细地说，使叶片的外径大于或等于其内径的两倍，用以提高效率而且不产生噪音。

Description

鼓风机结构
技术领域
本发明涉及一种鼓风机，更具体而言，涉及一种具有用以提高鼓风机效率和使鼓风机小型化的改进结构的鼓风机。本发明尤其涉及对鼓风机中叶片的数量和形状进行优化，以提高鼓风能力，从而使鼓风机小型化。
背景技术
鼓风机用于吸入和吹出大量空气。在鼓风机中，本发明着重于在利用叶片将空气的流动方向改变90度的同时沿轴向吸入空气并沿径向吹出空气的涡轮式鼓风机。
通常，鼓风机包括沿空气的入口方向形成的罩、沿空气出口方向形成的轮毂、以及固定在罩和轮毂上的多个叶片。
同时现有的鼓风机具有大的D1/D2比例，其中D1是叶片的内径，D2是叶片的外径，因而现有的鼓风机尺寸大，结果，使内部安装有鼓风机的空调器的室内单元也变大。
另外，为了改善鼓风机的静压性能，使鼓风机的叶片沿鼓风机的旋转方向倾斜。但是，在鼓风机的旋转过程中沿叶片流动的空气因为叶片的倾斜使气阻更大，因此降低了鼓风机的效率。所以，在使用鼓风机的时候，由于效率较低，必须高速驱动鼓风机以吹出所需的空气量，因此需消耗较大的功率。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种基本上能克服因为现有技术的限制和缺点导致的一个或者多个问题的鼓风机结构。
本发明的一个目的是提供一种鼓风机结构，它优化了如叶片的内径和外径之比(D1/D2之比)、叶片的入口角和出口角、以及叶片的数量之类的设计因素，从而可获得小型化和高效的鼓风机。
本发明的另一目的是通过一系列试验提供一种优化的鼓风机结构，它能提高静压性能以及静态效率。
本发明的其他优点、目的和特征的一部分将在本说明书的以下部分中描述，一部分本领域的技术人员从以下的分析或者从本发明的实施中可以了解。本发明的目的和其他优点可以通过说明书的文字描述和其权利要求以及附图中具体给出的结构来实现和获得。
为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的目的，如此处具体和概括地描述的那样，一种鼓风机结构包括：罩；用于引导被排出的气流的轮毂；以及在罩和轮毂之间形成的多个叶片，叶片的内径/外径之比D1/D2为0.5或更小，其中，内径D1是由叶片的最内点形成的圆的直径，外径D2是叶片的最外点形成的圆的直径。
在本发明的另一方面中，一种鼓风机结构包括：罩；用于引导被排出的气流的轮毂；以及形成在罩和轮毂之间、具有范围在22度至28度的入口角的多个叶片。
在本发明的又一方面中，一种鼓风机结构包括：沿空气入口的方向形成的罩；用于引导被排出的气流的轮毂；以及形成在罩和轮毂之间、具有范围在45度至55度的出口角的多个叶片。
由于本发明的鼓风机具有优化结构，因此，这种鼓风机的效率更高，并且在尺寸减小的同时能吹出必需的空气量。
另外，本发明的鼓风机结构可以减小运行过程中的噪音。
应当理解，本发明前面的概述和后面的详细描述是示例性和说明性的，并为要保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
用于进一步理解本发明、并且作为本申请的一部分示出了本发明的实施方式的附图连同说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：
图1是本发明鼓风机的透视图；
图2是本发明鼓风机的平面图；
图3为本发明鼓风机的噪音特性与内径/外径比例之间的关系曲线；
图4为本发明鼓风机的噪音特性与入口角之间的关系曲线；
图5为排放系数与静压系数之间的关系曲线，用于将本发明的鼓风机与现有的鼓风机进行比较；
图6为排放系数与静态效率之间的关系曲线，用于将本发明的鼓风机与现有鼓风机进行比较；
图7是采用了本发明鼓风机的窗式空调器的截面图。
具体实施方式
以下详细描述本发明的优选实施方式，附图中示出了这些实施方式的实例。
参照实施方式以及附图的描述，可以准确地理解本发明的构思。另外尽管作为实施方式描述的是涡轮通风机，但本发明不限于涡轮通风机，本领域技术人员可以理解，可以将本发明用在不同类型的鼓风机中。
图1是本发明鼓风机的透视图；图2是本发明鼓风机的平面图。
参照图1和图2，本发明的鼓风机120包括在中央部分设置有入口121的罩122，用于通过该入口吸入空气；在罩122对面设有轮毂124，它们彼此之间隔有预定距离；以及均匀地设置在罩122和轮毂124之间的多个叶片126，用于从罩122的入口121沿鼓风机120的径向强制性地吹送空气。
罩122的前面为环形，并比轮毂124大。可以在前面另外设置锥形口，用于对吸入的气流平稳导向。
轮毂124是圆柱形整体，其安装在与罩122相面对的位置上。轮毂124在中央部分设置有沿前方朝罩122突出的升高部分125，用于在减小气阻的同时将气流方向从前空气入口121方向改变成沿径向的空气出口方向。升高部分125中设有电机，电机的轴***形成于升高部分125中心处的轴孔中。
在罩122和轮毂124之间形成多个叶片126，叶片126的内端部呈弯曲状。此处，多个叶片126在其靠近罩122的部分处具有与罩122相同的外径，在靠近罩122的部分处测量的外径大于在靠近轮毂124的另外部分处测量的另一外径。也就是，多个叶片126在靠近轮毂124的部分处的外径小于在靠近罩122的部分处的外径，从而可减小鼓风机运行时的气阻。
此外，本发明用于提高鼓风机120的效率。为此，对本发明的鼓风机120在例如鼓风机120的内径/外径之比(D1/D2)、叶片126的入口角β1和出口角β2、以及叶片126的数量之类的设计因素方面进行了优化。也可以发现，由于优化了设计因素，本发明的鼓风机120具有改善的静压性能和更高的静态效率。下文将详细描述这些设计因素。
D1/D2之比是叶片126的内径(D1)和外径(D2)之比，它被设计为小于或等于0.5，以提高鼓风机120的效率。详细地说，当D1/D2之比降低时，静压性能提高，从而提高了鼓风机120的鼓风能力。另外，如果提高鼓风机120的D1/D2之比，将产生更大的噪音，因而要求D1/D2之比保持在低水平。在就噪音而言描述D1/D2之比时，直至D1/D2之比降低到一特定点之前，噪音都在降低，但是在该特定点之后，噪音的降低变缓。图3示出了噪音和D1/D2比例之间的关系。因此，将鼓风机120的D1/D2之比限制在小于或等于0.5的范围内，以提高鼓风机120的静压性能和鼓风能力，而在D1/D2之比大于该特定点时，也不增大噪音。在将D1/D2之比限制在该范围的情况下，使叶片126延伸到升高部分125中，因为叶片126的外径大于或者等于其内径的两倍，因而使叶片126的长度增长。
另外，作为鼓风机120的另一优化设计因素，叶片126的入口角β1和出口角β2被分别限制在22°至28°和45°至55°的范围内。叶片126的入口角β1被限制在22°至28°的范围内，这是因为当通过鼓风机120的吸入孔道吸入的空气碰撞在叶片126的前边缘时会产生噪音，并且叶片的入口角β1大于或者小于25°的时候，噪音将增大。另外，通过试验观察到，当出口角β2限制在45°至55°的范围内时，噪音将降低。此处，入口角β1是包括在从叶片126的每个内端部延伸的假想线与由叶片126的内端部形成的假想圆的切线之间的夹角，出口角是包括在从叶片126的每个外端部延伸的假想线和由叶片126的外端部形成的假想圆的切线之间的夹角。
在考虑了如D1/D2之比以及入口角β1和出口角β2之类的上述设计因素的情况下，作为鼓风机120的另一优化设计因素，最优选的叶片126的数量约为8至约15。通过形成8至15片叶片126，可使鼓风机120尺寸小且效率(静压性能和静态效率)高，同时使噪音最小。
对本发明的鼓风机结构进行了一些试验，试验结果描述如下。
图3是噪音特性与本发明鼓风机的内径和外径比例之间的关系曲线；图4是噪音特性与本发明鼓风机的入口角之间的关系曲线；图5是静压系数与排放系数之间的关系曲线，用于将本发明的鼓风机与现有鼓风机进行比较；图6是静压效率与排放系数之间的关系曲线，用于将本发明的鼓风机与现有鼓风机进行比较。
参照图3，随着鼓风机120的D1/D2之比增大，噪音水平升高，换句话说，当D1/D2之比降低时，噪音水平降低。此处，当D1/D2之比低于一特定点时，随着D1/D2之比降低，噪音的降低变缓。另外，可以知道，随着D1/D2之比降低，改善了静压性能，提高了鼓风机120的鼓风能力。而且，为了避免将鼓风机120安装在空调器的室内单元中时的噪音过大，将鼓风机的D1/D2之比限制在小于或者等于0.5的范围内。
参照图4，当入口角β1低于或者高于25°的时候，因为吸入的空气与叶片126的前边缘之间的碰撞而产生的噪音增大。因此，将叶片126的入口角β1设定在22°至28°的范围内，从而可以在噪音影响较小的情况下提高鼓风机120的效率。另外将出口角β2限制在45°至55°的范围内，用以在产生较小噪音的同时提高鼓风能力。再者，鼓风机120的叶片126的数量为8至15，从而可使鼓风机的尺寸小。优选叶片126的数量为13。
参照图5和图6，与现有的鼓风机相比，本发明的鼓风机120的静压性能和静态效率提高了大约5％。更详细地说，根据排放系数的变化，图5示出了现有鼓风机的静压系数曲线10和本发明鼓风机120的静压系数曲线20，以对曲线10和20进行比较；图6示出了现有鼓风机的静压效率曲线30和本发明鼓风机120的静压效率曲线40，以对曲线30和40进行比较。如图所示，鼓风机120的静态效率得以提高。此处，对于图中的曲线，现有鼓风机的D1/D2之比为0.8。
同时，本发明的鼓风机120可以用于窗式空调器、室外单元/室内单元为一体的空调器、以及嵌入顶棚的空调器，以便使之具有低噪音、低功率消耗和高鼓风能力。以下，描述安装了本发明的鼓风机120的窗式空调器。
图7是采用了本发明的鼓风机的窗式空调器的截面图。
参照图7，窗式空调器100包括：四边形的外壳180；用于为吸入室内空气提供孔道、在外壳180的前中心部分形成的吸入孔160；安装在外壳180中的鼓风机120，使其旋转以将室内空气吸入外壳180中；使鼓风机120旋转的电机150；用于将室内空气引导到鼓风机120中的锥形口130；安装在吸入孔160和鼓风机120之间、用于通过由鼓风机120吸入外壳180内的室内空气和制冷剂之间进行热交换而冷却室内空气的蒸发器140；形成在外壳180的下部和上部、用于利用鼓风机120向室内排放通过在蒸发器140处蒸发而被冷却的室内空气的排出孔170。
以下描述具有上述结构的窗式空调器100的运行。制冷剂在室外单元(未显示)中膨胀为低温低压的液态，所述制冷剂流到蒸发器140中。利用鼓风机120的旋转，通过窗式空调100的中央处形成的吸入孔160吸入室内空气。所吸入的室内空气通过与在蒸发器140的管道中流动的制冷剂进行热交换而被冷却，利用鼓风机120通过在外壳180的下外部和上外部形成的排出孔170将已冷却的空气排到室内。上述操作重复进行，从而对室内进行冷却。
据此看来，根据本发明，减少了冷空气排出过程中产生的噪音，因而消费者感到更舒适。
根据本发明，空调器的室内单元的鼓风机结构具有如D1/D2之比、叶片126的入口角和出口角、以及叶片126数量之类的优化设计因素，因而相对于现有的鼓风机而言，本鼓风机可以提高鼓风机效率。另外，本发明提供了优化的叶片设计，即使它是细长的，也不容易产生噪音，因此本鼓风机在尺寸、效率和噪音方面具有优势。
显然，本领域的技术人员可对本发明作出各种改型和改变。因此，本发明涵盖了落入所附权利要求和其等同范围内的那些改型和改变。

Claims (20)

1.一种鼓风机结构，包括：
罩；
用于引导被排出的气流的轮毂；以及
形成在所述罩和所述轮毂之间、其内径/外径之比D1/D2为0.5或更小的多个叶片，
其中，所述内径D1是由所述叶片的最内点形成的圆的直径，所述外径D2是所述叶片的最外点形成的圆的直径。
2.如权利要求1所述的鼓风机结构，其中，所述多个叶片被设计为靠近所述轮毂的部分处的外径小于靠近所述罩的另外部分处的外径，以便减小噪音。
3.如权利要求1所述的鼓风机结构，其中，所述每个叶片具有范围在22度至28度的入口角。
4.如权利要求1所述的鼓风机结构，其中，所述每个叶片具有范围在45度至55度的出口角。
5.如权利要求1所述的鼓风机结构，其中，所述叶片的数量为8至15。
6.如权利要求1所述的鼓风机结构，其中，所述叶片延伸至在所述轮毂的大致中央处形成的升高部分。
7.如权利要求1所述的鼓风机结构，其中，在所述罩的前面设有锥形口，用于引导吸入的气流。
8.如权利要求1所述的鼓风机结构，其中，所述罩的直径大于所述轮毂的直径。
9.一种鼓风机结构，包括：
罩；
用于引导被排出的气流的轮毂；以及
形成在所述罩和所述轮毂之间并具有范围在22度至28度的入口角的多个叶片。
10.如权利要求9所述的鼓风机结构，其中，所述每个叶片具有范围在45度至55度的出口角。
11.如权利要求9所述的鼓风机结构，其中，所述叶片的外径大于或等于其内径的两倍。
12.如权利要求9所述的鼓风机结构，其中，所述叶片的数量是13。
13.如权利要求9所述的鼓风机结构，其中，所述叶片延伸至约在所述轮毂的中央处形成的升高部分的内侧。
14.如权利要求9所述的鼓风机结构，其中，所述叶片具有一圆周，该圆周的直径在上部和下部是不同的。
15.一种鼓风机结构，包括：
沿空气入口方向形成的罩；
用于引导被排出的气流的轮毂；以及
形成在所述罩和所述轮毂之间并具有范围在45度至55度的出口角的多个叶片。
16.如权利要求15所述的鼓风机结构，其中，所述叶片数量为8至15。
17.如权利要求15所述的鼓风机结构，其中，所述叶片延伸至约在所述轮毂的中央处形成的升高部分。
18.如权利要求15所述的鼓风机结构，其中，在所述罩的前面设有锥形口，用以引导吸入的气流。
19.如权利要求15所述的鼓风机结构，其中，所述罩的直径大于所述轮毂的直径。
20.如权利要求15所述的鼓风机结构，其中，所述轮毂具有约在其中央部分处形成的升高部分，电机***该部分。
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